|
Метод фотоупругих покрытий позволяет исследовать напряжения непосредственно на плоских поверхностях деталей. Поверхность покрывают тонкой пленкой оптически активного вещества (эпоксидные смолы) и нагружают. Под действием напряжений, возникающих в поверхностном слое, пленка становится двоякопреломляющей. Исследуемую поверхность облучают поляризованным светом и рассматривают отраженный от пленки свет через второй поляризатор, получая интерференционную картину распределения напряжений.
Метод применяют в лабораторных и натурных условиях. Фотоупругие покрытия можно использовать как тензодатчики. Их наносят на поверхность работающих конструкций, что позволяет в течение длительного времени периодически определять изменения, происходящие при эксплуатации (например, в строительных конструкциях — усадку, явления ползучести, перераспределение напряжений и др.).
Метод лаковых пленок сразу дает траектории главных напряжений (изостаты) и позволяет приближенно определить их. На поверхность детали наносят тонкий (0,05 — 0,10 мм) слой хрупкого лака и подвергают деталь на-гружению, например, растяжению. На участках повышенных растягивающих напряжений в пленке возникают трещины, перпендикулярные направлению главных растягивающих напряжений а1 вдоль оси образца и параллельные главным сжимающим напряжениям ст2, ортогональным к растягивающим напряжениям а,.
По мере увеличения нагрузки и перехода упругих деформаций в пластические трещины разрастаются. К концу испытания поверхность покрывается густой сеткой трещин, ширина которых пропорциональна упругопластиче-ским деформациям растяжения, а направление соответствует траектории главных напряжений сжатия а2. После снятия нагрузки размеры образца сокращаются на величину упругих деформаций, ширина трещин несколько уменьшается, и сетка трещин фиксирует картину пластических деформаций образца.
Проводят линии, перпендикулярные направлению трещин, и получают изостаты главных растягивающих напряжений at или, иначе, картину силового потока в образце.
Траектории напряжений а, можно получить непосредственно на образце, если сначала нагрузить его на растяжение, нанести в напряженном состоянии слой лака, дать ему высохнуть, после чего постепенно снимать нагрузку. В ходе разгрузки сжатые участки образца, упруго расправляясь, растягивают лаковую пленку, вызывая в ней трещины, ширина которых пропорциональна ранее возникшим упругим деформациям сжатия на данном участке, а направление соответствует траектории главных напряжений а1. К концу раз-гружения сетка трещин фиксирует картину упругих деформаций образца при нагруже-нии. Пластических деформаций, возникших при нагружении, сетка не отражает.
Если заранее определить на тарировочных образцах напряжения в металле, вызывающие трещины в лаковой пленке, и постепенно увеличить нагрузку, то по появлению трещин можно проследить распространение напряжений, а по ширине трещин оценить их.
Точность определения напряжений методом лаковых пленок невелика (±10%). Однако этот метод дает возможность быстро определить общий характер распределения напряжений, локализовать слабые места конструкции и наметить участки для более точного определения напряжений методом тензометриро-вания.
Наиболее простои состав лака: раствор 60 г канифоли и 10 г целлулоида в 100 г ацетона. Изменением состава лака можно изменять его прочность и тем самым расширять диапазон исследуемых напряжений и повышать точность измерений. С помощью хрупких лаков можно изучать самые малые упругие деформации.
Для исследования деформаций в деталях, работающих при высоких температурах (лопатки турбин), а также для изучения термических напряжений используют хрупкие керамические покрытия, наносимые на поверхность детали горячим распылением.
Метод пленок применим для изучения напряжений на работающих конструкциях в деталях, подвергающихся статической нагрузке. Его используют также для изучения напряжений при однократной ударной нагрузке.
| 
